首先,将微球滴在玻璃片上晾干,得到了部分有序排列的结构,这些结构可以对光产生衍射。
第二步,在一张白纸上画出间隔1厘米的同心圆,贴在墙上。
用激光笔照射玻璃片,并照在同心圆的中心,如图所示。由于光衍射作用,会产生特定的光环(图一)。利用光环的半径和玻璃片与白纸的距离,算出2θ的大小(图二)。 然后利用布拉格方程nλ=2dsinθ (λ=405 nm), 计算出d,也就是每列微球之间的距离,再除以√3/2,就得到了微球的直径。
图一,SiO2 微球和激光衍射环
图中是直径分别为800 nm, 1 um, 2 um, 和3 um SiO2微球的衍射图。下图是利用衍射环计算的微球尺寸,与扫描电镜结果非常相近。
图二,微球尺寸测量
成本主要是激光笔,十几块钱,用405 nm的激光笔最小只能测到500 nm的粒子。当然如果你有一个非常好的显微镜,是可以直接观察的,不用那么麻烦。这个结果得到的是平均尺寸,粒度分布应该对光环的粗细有很大影响,也是可以当作一个研究内容的。